JPH11282307A

JPH11282307A - 定着装置及びこれを有する画像形成装置

Info

Publication number: JPH11282307A
Application number: JP10081917A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Kurotaka; 重夫黒高
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1998-03-27
Filing date: 1998-03-27
Publication date: 1999-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】いかなるシート状媒体に対しても良好に定着を
行うことができるベルト定着装置及びこの定着装置を備
えた画像形成装置の提供。【解決手段】シート状媒体を搬送する無端状の定着ベル
ト２を張架される加熱ローラ３及び定着ローラ４と、定
着ベルト２を介して定着ローラ４に対向して配置される
加圧ローラ５と、加熱ローラ３、加圧ローラ５の内部に
備えられたヒータ６、７と、定着ベルト２の温度を検知
する温度検知手段８とを具備し、普通紙モードと特殊シ
ートモードとを有し、定着ベルト２の温度を通常設定温
度又は高温設定温度とするべく定着ベルト２を駆動する
定着装置１及びこの定着装置１を備えた画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、定着装置、特にい
わゆるベルト定着装置であって普通紙のみならず特殊シ
ートについても定着を行う定着装置及びこの定着装置を
有する複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機、ファクシミリ、プリンタ、印刷
機等の画像形成装置には一般に、被定着画像としてのト
ナー像を形成されたシート状媒体に、トナー像を定着す
るための定着装置を有している。

【０００３】定着装置としては、内部に熱源を有し回転
駆動される加熱ローラと、この加熱ローラに圧接され加
熱ローラに従動回転する加圧ローラとを有し、両ローラ
によって形成されるニップ部に、用紙を両ローラの回転
により通過させ、加熱加圧してトナー像を定着する熱ロ
ーラ対タイプの定着装置や、トナーを定着されるシート
状媒体を搬送するための無端状の定着ベルト、定着ベル
トを張架され定着ベルトを駆動するための加熱ローラ及
び定着ローラ、定着ベルトを介して定着ローラに対向し
て配置される加圧ローラ等を構成要素とするタイプのい
わゆるベルト定着装置が知られている。

【０００４】シート状媒体には、一般にコピー等に用い
られる普通紙としての用紙と、ＯＨＰシート、厚紙、封
筒等の、用紙よりも熱容量が大きないわゆる特殊シート
とがあり、これら何れのシート状媒体をも定着可能とす
るための定着装置が、実開昭６４−４４５７号公報、特
開平４−１３６９７０号公報、特開平４−２９４３７６
号公報によって提案されている。

【０００５】実開昭６４−４４５７号公報に記載の定着
装置は、定着設定温度もしくは加熱、加圧ローラ間の圧
力を、定着を行うシート状媒体が厚紙であるか否かに応
じて切り換えることができるものであり、特開平４−１
３６９７０号公報に記載の定着装置は、加熱、加圧ロー
ラ間のニップ幅や定着温度を、定着を行うシート状媒体
に応じて切り換えることができるものであり、特開平４
−２９４３７６号公報に記載の定着装置は、定着を行う
シート状媒体がＯＨＰシートであってカラー画像の形成
を行う場合には、再定着を行うとともに再定着時のシー
ト状媒体の搬送速度を遅くするものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記何れの公
報に記載された構成も熱ローラ対タイプの定着装置に関
するものであって、ベルト定着装置に関して上記何れの
シート状媒体をも定着可能なものは知られていない。ま
たベルト定着装置は、一旦上昇した定着ベルトの温度
が、その回転によりローラに熱を奪われ、低下してしま
うために定着が不安定になるという性質があるため、こ
れを回避しつつどのようなシート状媒体をも定着可能な
構成を提案する必要がある。

【０００７】本発明は、いかなるシート状媒体に対して
も良好に定着を行うことができるベルト定着装置及びこ
の定着装置を有する画像形成装置を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、トナーを定着されるシート
状媒体を搬送するための無端状の定着ベルトと、上記定
着ベルトを張架されこの定着ベルトを駆動するための加
熱ローラ及び定着ローラと、上記定着ベルトを介して上
記定着ローラに対向して配置される加圧ローラと、上記
加熱ローラ、上記加圧ローラのうち少なくとも上記加熱
ローラの内部に備えられたヒータと、上記定着ベルトの
温度を検知する温度検知手段とを具備した定着装置にお
いて、上記シート状媒体が普通紙である場合に定着を行
う普通紙モードと、上記シート状媒体が特殊シートであ
る場合に定着を行う特殊シートモードとを有し、上記特
殊シートモードにおいて定着を行うための高温設定温度
を、上記普通紙モードにおいて定着を行うための通常設
定温度よりも高く設定し、上記定着ベルトの温度を上記
通常設定温度又は上記高温設定温度とするべく上記定着
ベルトを駆動することを特徴とする定着装置。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の定
着装置において、上記特殊シートモードを選択した際に
は、上記温度検知手段が、上記定着ベルトの温度が上記
高温設定温度になったことを検知してから上記定着ベル
トの駆動を開始することを特徴とする。

【００１０】請求項３記載の発明は、請求項１記載の定
着装置において、上記高温設定温度が、定着に適した第
１の温度と、この第１の温度より高温の第２の温度とを
有し、上記特殊シートモードを選択した際には、上記温
度検知手段が、上記定着ベルトの温度が上記第２の温度
になったことを検知してから上記定着ベルトの駆動を開
始し、上記温度検知手段が、上記定着ベルトの温度が上
記第１の温度になったことを検知してから定着を行うこ
とを特徴とする。

【００１１】請求項４記載の発明は、請求項３記載の定
着装置において、上記第２の温度は、上記定着ベルトの
温度が上記定着ベルトの駆動により上記第１の温度とな
ったことが上記温度検知手段によって検知されたとき
に、上記定着ベルトと上記各ローラとの温度が定着可能
な温度となるように決定された温度であることを特徴と
する。

【００１２】請求項５記載の発明は、請求項３又は４記
載の定着装置において、上記加熱ローラの温度は、上記
特殊シートモードを選択した後上記温度検知手段が上記
第２の温度を検知するまでは第２の温度となるようにな
され、上記温度検知手段が上記第２の温度を検知した後
は上記第１の温度となるようになされることを特徴とす
る。

【００１３】請求項６記載の発明は、請求項３ないし５
に記載の定着装置において、上記第１の温度は、上記通
常設定温度より、約１０ないし３０°Ｃの範囲で高温に
設定されていることを特徴とする。

【００１４】請求項７記載の発明は、請求項１ないし６
の何れか１つに記載の定着装置において、上記特殊シー
トモードにおける上記定着ベルトによる上記シート状媒
体の搬送速度を、上記普通紙モードにおける同搬送速度
以下としたことを特徴とする。

【００１５】請求項８記載の発明は、請求項７記載の定
着装置において、上記定着ベルトによる上記シート状媒
体の搬送速度を、上記普通紙モードにおける同搬送速度
の１／２以上１／１以下としたことを特徴とする。

【００１６】請求項９記載の発明は、請求項１ないし８
の何れか１つに記載の定着装置において、上記温度検知
手段を、上記定着ベルトの駆動方向において、上記定着
ベルトを介して上記加熱ローラに対向する位置から上記
シート状媒体にトナーを定着する定着領域に至る前の位
置までの何れかの位置に配置したことを特徴とする。

【００１７】請求項１０記載の発明は、請求項１ないし
９の何れか１つに記載の定着装置において、上記温度検
知手段を、上記定着ベルトを介して上記加熱ローラに対
向配置したことを特徴とする。

【００１８】請求項１１記載の発明は、請求項１ないし
１０の何れか１つに記載の定着装置において、上記シー
ト状媒体にトナーを定着する定着領域を、上記加圧ロー
ラが上記定着ローラに対向しない部位で上記定着ベルト
のみに当接する第１の定着部と、上記加圧ローラが上記
定着ベルトを介して上記定着ローラに当接する第２の定
着部とで上記シート状媒体にトナーを定着することを特
徴とする。

【００１９】請求項１２記載の発明は、請求項１ないし
１１の何れか１つに記載の定着装置において、上記特殊
シートモードから上記普通紙モードに切り換えた際に、
上記定着ベルトの駆動を行うことを特徴とする。

【００２０】請求項１３記載の発明は、請求項１ないし
１２の何れか１つに記載の定着装置において、上記特殊
シートモードは、上記シート状媒体がＯＨＰシート又は
厚紙又は封筒の特殊シートである際に選択されるモード
であることを特徴とする。

【００２１】請求項１４記載の発明は、請求項１ないし
１３の何れか１つに記載の定着装置を有する画像形成装
置である。

【００２２】

【実施例】図１に本発明を適用した定着装置及びこの定
着装置を有する画像形成装置の概略を示す。画像形成装
置は複写機、ファクシミリ、プリンタ等周知のものであ
り、本発明を適用した定着装置を用いることができるタ
イプの画像形成装置であれば度のようなものでも良い。
本実施例の画像形成装置はカラー画像を形成するもので
あるが、単色の画像を形成するものであっても良い。

【００２３】画像形成装置２０は、原稿画像に応じて各
色ごとの画像を形成する作像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１
Ｍ、２１ＢＫと、各作像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、
２１ＢＫに対向して配置された転写装置２２と、各作像
装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫと転写装置２２
とが対向する転写領域に各種シート状媒体を供給するシ
ート状媒体供給手段としての手差しトレイ２３、給紙カ
セット２４、２４と、手差しトレイ２３、給紙カセット
２４、２４から搬送されてきたシート状媒体を作像装置
２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫによる作像のタイミ
ングにあわせて供給するレジストローラ３０と、転写領
域において転写後のシート状媒体の定着を行う定着装置
１とを有している。

【００２４】画像形成装置２０は、一般にコピー等に用
いられる普通紙（以下単に普通紙という）と、ＯＨＰシ
ートや、カード、ハガキといった９０Ｋ紙、坪量約１０
０ｇ／ｍ²相当以上の厚紙や、封筒等の、用紙よりも熱
容量が大きないわゆる特殊シート（以下単に特殊シート
という）との何れをもシート状媒体として用いることが
可能である。

【００２５】各作像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１
ＢＫはそれぞれシアン、イエロー、マゼンタ、ブラック
の各色の現像を行うものであり、用いるトナーの色が異
なるが、その構成はほぼ同様であるから、作像装置２１
Ｃの構成を各作像像装置２１Ｃ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１
ＢＫの代表として説明する。作像装置２１Ｃは、静電潜
像担持体としての感光体ドラム２５Ｃ、感光体ドラム２
５Ｃの回転方向Ａにおいて順に配置されている帯電装置
２７Ｃ、現像装置２６Ｃ、クリーニング装置２８Ｃ等を
有し、帯電装置２７Ｃと現像装置２６Ｃとの間で露光光
２９Ｃを受ける周知の構成である。静電潜像担持体はド
ラム状でなく、ベルト状としても良い。

【００２６】定着装置１は、トナーを定着されるシート
状媒体を搬送するための無端状の定着ベルト２と、定着
ベルト２を張架され定着ベルト２を駆動する加熱ローラ
３及び定着ローラ４と、定着ベルト２を介して定着ロー
ラ４に対向して配置される加圧ローラ５と、加熱ローラ
３、加圧ローラ５の内部に備えられたヒータ６、７と、
定着ベルト２を介して加熱ローラ３に対向して配置され
定着ベルト２の温度を検知する温度検知手段としてのサ
ーミスタ８とを有している。

【００２７】定着ベルト２に適当な所定の張力を与える
ため、加熱ローラ３は、バネなどの図示しない弾性体に
より、矢印ａで示す、加熱ローラ３を定着ローラ４から
離間させる向きに付勢されている。定着ローラ４は、芯
金９と、この芯金９を被覆する耐熱多孔質の弾性体層１
０とを有し、芯金９が、その端軸１１により、図示しな
い駆動手段により回転駆動されることで、定着ローラ４
が回転駆動され、加熱ローラ３の従動回転により定着ベ
ルト２が駆動される。

【００２８】加圧ローラ５は、バネなどの図示しない弾
性体により、矢印ｂで示すごとく定着ローラ４に圧接す
る向きに付勢されている。加圧ローラ５は、定着ローラ
４の軸心を頂点とし定着ローラ４の軸心と加熱ローラ３
の軸心、加熱ローラ３の軸心と加圧ローラ５の軸心をそ
れぞれ結ぶ２本の直線によって挟まれる角が鋭角をなす
ように定着ローラ４に当接されており、これにより、シ
ート状媒体にトナーを定着する定着領域としての、加圧
ローラ５が定着ローラ４に対向しない部位で定着ベルト
２のみに当接する第１の定着部１５と、加圧ローラ５が
定着ベルト２を介して定着ローラに当接する第２の定着
部１６とが形成される。符号１２は定着されるシート状
媒体を第１の定着部Ａに向けて案内するガイドを示して
いる。

【００２９】定着ベルト２は、ニッケル製の厚さ１００
μｍの基体１３上に２００μｍのシリコンゴム製の離型
層１４が形成されたものであり、熱容量が小さく、熱応
答性を良好にされている。基体１３はポリイミド製でも
よく、可撓性を考慮すると厚さは３０〜１５０μｍ程度
であればよい。離型層１４は、シリコンゴムを用いる場
合は厚さ５０〜３００程度が望ましく、フッ素樹脂系を
用いる場合は厚さ１０〜５０μｍ程度が望ましい。また
離型層１４はシリコンゴムの上にフッ素樹脂系を重ねた
構成でもよい。定着ベルト２は瞬時に加熱され、かつ、
ホットオフセットを生じない程度に、定着領域でベルト
表面が自己冷却される特性が望まれるが、他方では、定
着領域において、トナーを十分に溶かして定着させるの
に必要な熱容量を有していなければならない。定着ベル
ト２の上記材質及びその厚さはこの条件を満たすもので
ある。自己冷却とは、定着領域の、シート状媒体の未定
着画像側に、加熱源がないことにより、定着工程におい
てベルトが冷える現象をいう。

【００３０】定着ベルト２は、加熱ローラ３が矢印ａの
向きに付勢されていることにより、３ｋｇｆ／片側の張
力を与えられている。この張力は、矢印Ａの向きの付勢
力を調整することにより設定でき、１ｋｇｆ（９．８
Ｎ）〜３ｋｇｆ（２９．４Ｎ）の範囲で設定すること
が、良好な定着を行う上で好ましい。

【００３１】加熱ローラ３と加圧ローラ５とは、それぞ
れ薄肉円筒状の芯金からなり低熱容量化が図られてい
る。加熱ローラ３の芯金の径は２０ｍｍ以上３０ｍｍ以
下、かつ同芯金の肉厚は０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下
であり、加圧ローラ５の芯金の径は３０ｍｍ以上５０ｍ
ｍ以下、かつ同芯金の肉厚は０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ
以下である。これにより、加熱ローラ３の熱容量は２６
ｃａｌ／°Ｃ以下、加圧ローラ５の熱容量は３６ｃａｌ
／°Ｃ以下とされている。

【００３２】本実施例において、加熱ローラ３の芯金
は、鉄製であり、径を２０ｍｍ、肉厚を０．７ｍｍとさ
れている。材質は、比熱が小さく、熱伝導率が大きいも
のが好ましく、他にもアルミニウム、銅、ステンレス等
の金属を使用することができる。他にも、鉄製でローラ
径が２０ｍｍのときは肉厚を０．７ｍｍ〜１．４ｍｍの
範囲、鉄製でローラ径が３０ｍｍのときは肉厚を０．３
ｍｍ〜０．９ｍｍの範囲、アルミニウム製でローラ径が
３０ｍｍのときは肉厚を０．６ｍｍ〜１．４ｍｍの範囲
で設定することができる。径が大きいほど肉厚を薄くす
るのは、ローラの軸方向の曲がりを考慮したものであ
る。

【００３３】これら肉厚の下限の値は、上述した定着ベ
ルト２の張力による加熱ローラ３の変形を考慮したとき
の許容値、上限の値は所望の立上り時間を得るための許
容値を示している。ローラ径を２０ｍｍ以上とするのは
ベルトの張力を確保してローラの軸方向の曲がりが発生
しない範囲とするためである。またローラ径を２０ｍｍ
〜３０ｍｍとするのは、シート状媒体搬送速度を２００
ｍｍ／ｓ以下とした場合に、連続通紙中も定着ベルト２
の温度が定着に必要な一定温度を保つための、２６ｃａ
ｌ／°Ｃ程度の熱容量を得るためである。

【００３４】このように加熱ローラ３を低熱容量とする
ことにより、定着ベルト２が回転してもその熱を奪うこ
とが少なく、定着に悪影響を与えることや立上り時間が
長引くことが防止されている。さらに連続定着等により
温度が低下してもその回復までの時間が短縮される。ヒ
ータ６は、加熱ローラ３及び加熱ローラ３を介して定着
ベルト２を加熱し、定着部における温度が１３０°Ｃと
なるようにするものであり、ヒータ６の温度はサーミス
タ８による検知信号がフィードバックされることで制御
される。

【００３５】定着ローラ４の弾性体層１０は、アスカー
Ｃでローラゴム硬度３３°の比較的低硬度とされている
が、これは１０°〜５０°の範囲で設定できる。この範
囲にするのは、１０°未満であると第２の定着部Ｂにお
けるニップ圧力が不足してトナーの定着が不十分になり
定着下限温度を上昇させなければならなくなる等の不具
合があり、５０°を越えると、シート状媒体にしわが発
生するからである。ニップ圧力及びシート状媒体のしわ
の防止を考慮すれば、本実施例のように３３°とするの
が望ましい。材質は、熱伝導率が小さく断熱作用のある
耐熱多孔質の弾性体であるから、ベルトの熱を奪うこと
を低減し、立上り後の温度落ち込みを小さくするととも
に温度回復のためのプレ回転時間を短縮している。ま
た、弾性体層１０が比較的低硬度であるため、加圧ロー
ラ５の圧接力が小さくても十分なニップ幅を得ることが
でき、比較的低温かつ低圧の条件下でも良好な定着性能
を得ることができる。

【００３６】加圧ローラ５の芯金は、鉄製であり、径を
３０ｍｍ、肉厚を１．０ｍｍとされている。材質は、比
熱が小さく、熱伝導率が大きいものが好ましく、他にも
アルミニウム、銅、ステンレス等の金属を使用すること
ができる。他にも、鉄製でローラ径が３０ｍｍのときは
肉厚を０．４ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲、鉄製でローラ径
が５０ｍｍのときは肉厚を０．３ｍｍ〜０．８ｍｍの範
囲、アルミニウム製でローラ径が３０ｍｍのときは肉厚
を１．３ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲、アルミニウム製でロ
ーラ径が５０ｍｍのときは肉厚を０．６ｍｍ〜１．２ｍ
ｍの範囲で設定することができる。径が大きいほど肉厚
を薄くするのは、ローラの軸方向の曲がりを考慮したも
のである。

【００３７】これら肉厚の下限の値は、定着圧の下限値
に相当する０．６ｋｇ／ｃｍ²の面圧による加圧ローラ
５の変形を考慮したときの許容値、上限の値は所望の立
上り時間を得るための許容値を示している。ローラ径を
３０ｍｍ以上とするのは定着圧を確保してローラの軸方
向の曲がりが発生しない範囲とするためである。またロ
ーラ径を３０ｍｍ〜５０ｍｍとするのは、シート状媒体
搬送速度を２００ｍｍ／ｓ以下とした場合に、連続通紙
中も定着ベルト２の温度が定着に必要な一定温度を保つ
ための、３６ｃａｌ／°Ｃ程度の熱容量を得るためであ
る。

【００３８】このように加圧ローラ５を低熱容量とする
ことにより、定着ベルト２が回転してもその熱を奪うこ
とが少なく、特に本実施例においては加圧ローラ５はヒ
ータ７を有するので定着ベルト２の温度を低下させて定
着に悪影響を与えることや立上り時間が長引くことが防
止されている。さらに連続定着等により温度が低下して
もその回復までの時間が短縮される。ヒータ７は、加圧
ローラ５の温度を上げ、立ち上げ時間を短縮するととも
に、定着の際にはシート状媒体の背面からも熱を供給し
てより安定した定着性能を得るものである。また、加圧
ローラ５は芯金上に１０μｍ〜３００μｍの離型層を形
成することができる。

【００３９】このように加熱ローラ３、加圧ローラ５を
薄肉として低熱容量化できるのは、定着装置１が定着ベ
ルト２を用いるいわゆるベルト定着装置だからである。
すなわち、定着は、定着部１５、１６という、距離的に
比較的長い部位によって行われるため、定着圧を減じる
ことができ、加圧ローラ５の強度を下げることができ、
また加熱ローラ３は加圧ローラを圧接されないため、薄
肉化できる。定着を距離的に比較的長い部位によって行
うことは、比較的低温での定着を可能とし、これは立上
り時間を短縮することにも寄与している。また、定着ベ
ルト２を用いると、ヒータにより加熱された定着ベルト
２が搬送される過程で定着に適当な温度に冷却され、オ
フセットを防止できるという利点もある。ヒータ６、７
の出力は電源スイッチ投入時の突入電流、ヒータのオ
ン、オフ時の蛍光灯のちらつき現象を考慮して７００Ｗ
以下とされている。

【００４０】定着装置１は、シート状媒体が普通紙であ
る場合に定着を行う普通紙モードと、シート状媒体が特
殊シートである場合に定着を行う特殊シートモードとを
有する。特殊シートモードにおいて定着を行うための高
温設定温度は、普通紙モードにおいて定着を行うための
通常設定温度である１４０°Ｃよりも高く設定されてい
る。

【００４１】これらモードの切り換えは、本実施例にお
いては手差しトレイ２３を使用するときに特殊シートモ
ードとすることで行うようになっているが、その他に
も、シート状媒体が定着装置１に到達するまでの間に周
知の手段によってそのシート状媒体が普通紙であるか、
特殊シートであるかを自動的に判断して行うようにして
もよいし、画像形成装置２０の本体側に設けられている
図示しない操作パネル上で、操作者が、所望のモードを
キーの押下により直接的に選択することにより行うこと
もできるし、操作者が同様の操作でどの給紙カセット２
４を使用するかを指定することによりその給紙カセット
２４に収容されているシート状媒体が普通紙であるか特
殊シートであるかが図示しない制御手段が自動的に判断
しそれに応じてモードが切り換えられ、すなわち制御手
段を介して操作者の操作により間接的に行うことができ
るようにすることもできる。

【００４２】図３に示すように、高温設定温度は、定着
に適した第１の温度Ｔ１とこの第１の温度Ｔ１より高温
の第２の温度Ｔ２とを有し、特殊シートモードを選択し
た際には、サーミスタ８が定着ベルト２の温度が第２の
温度Ｔ２になったことを検知してから定着ベルト２の駆
動を開始し、サーミスタ８が定着ベルト２の温度が第１
の温度Ｔ１になったことを検知してから定着を行う。そ
れ以降は加熱ローラ３の温度が第１の温度Ｔ１に保た
れ、定着ベルト２の温度も加熱ローラ３により第１の温
度Ｔ１にまで加熱される。具体的には、第１の温度Ｔ１
は１７０°Ｃであり、第２の温度Ｔ２は１９０°Ｃであ
る。

【００４３】図４に示すように、高温設定温度を、定着
に適した温度Ｔ１のみとすることもできあるが、この場
合には、定着ベルト２の駆動により定着ベルト２に蓄え
られた熱量が定着ローラ４、加圧ローラ５等により吸収
されるため定着ベルト２の温度が、定着に適した温度Ｔ
１より低下してしまう。定着を行うには定着ベルト２の
温度をＴ１まで上昇させなければならないが、定着ベル
ト２の回転を維持したまま温度上昇を行うから、定着ベ
ルト２を加熱しても定着ベルト２に蓄えられた熱量は定
着ローラ４、加圧ローラ５等により吸収されてしまう。
従って、定着ベルト２に蓄えられた熱量及びヒータ７に
よる加熱により、定着ローラ４、加圧ローラ５等の温度
が充分に昇温されるまで、定着を開始することができ
ず、定着ベルト２の駆動開始から定着開始可能時まで
の、定着ベルト２の温度を安定させるためのいわゆるプ
レ回転時間が長くなってしまう。この場合の待ち時間、
すなわち普通紙モードを特殊シートモードに切り換えた
ときから定着開始可能時までの所要時間は約４０秒であ
る。

【００４４】しかし、本実施例のように、高温設定温度
として第１の温度Ｔ１と第２の温度Ｔ２とを用いれば、
ヒータ６により加熱され温度がＴ２まで上昇された定着
ベルト２は、その駆動により定着ローラ４、加圧ローラ
５により熱を奪われて温度が低下するが、加熱ローラ２
によって再加熱されるときの定着ベルト２の温度は、高
温設定温度をＴ１とした場合より高く、加熱ローラ３の
周面上を移動する間に充分昇温されるので、定着ローラ
４、加圧ローラ５の温度がさほど高温でなくとも、定着
を開始することができる。

【００４５】つまり、高温設定温度として、第１の温度
Ｔ１、第２の温度Ｔ２を用いた場合のプレ回転時間は、
定着ベルト２が、加熱ローラ３の周囲を移動する間に温
度Ｔ２まで昇温されるように、定着ベルト２や各ローラ
３、４、５の温度をある程度上昇するための時間ですむ
ので、高温設定温度がＴ１のみの場合に比べて大幅に短
縮され、よって待ち時間も大幅に短縮される。具体的に
この場合の待ち時間は約１５秒で済む。

【００４６】第２の温度Ｔ２は、定着ベルト２の温度が
定着ベルト２の駆動により第１の温度Ｔ１となったこと
が温度検知手段によって検知されたときに、定着ベルト
２と各ローラ３、４、５との温度が定着可能な温度とな
るように決定された温度である。よって定着ベルト２の
温度が第２の温度Ｔ２から第１の温度Ｔ１に低下したと
きには、定着ベルト２、各ローラ３、４、５の温度が定
着可能な温度となるようになっているので、普通紙モー
ドから特殊シートモードへの移行時、あるいは画像形成
装置２０の電源投入時から特殊シートモードにおける定
着開始可能時までの待ち時間についても短縮されてい
る。

【００４７】普通紙モードにおいて、通常設定温度は１
４０°Ｃであり、定着ベルト２によるシート状媒体の搬
送速度すなわち定着速度は１８０ｍｍ／ｓである。かり
にこの温度、速度でＯＨＰシートの定着を行ったとする
と、図５に示すように、ＨＥＩＺ度が目標ラインの１５
％を大幅に上回り、約７０％になってしまう。ＨＥＩＺ
度とは、ＯＨＰシートの透明性を示すもので、この数値
が小さい方が透明度が高く、よって定着後のＨＥＩＺ度
は小さいことが望ましく、目標ラインは１５％とされて
いる。図５から明らかなように、通常設定温度すなわち
定着温度を１４０°Ｃに固定したままＨＥＩＺ度を小さ
くするためには、定着速度を普通紙モードの１／３以下
にしなければならず、定着速度が大幅に低下することと
なる。これでは実用に適さない。

【００４８】図６に示すように、定着温度及び定着速度
を様々に変化させてＨＥＩＺ度との関係を調べたとこ
ろ、定着速度が普通紙モードの定着速度１８０ｍｍ／ｓ
に比して１／２である１／２モードのとき、定着温度を
普通紙モードより１０°Ｃ高い１５０°ＣにするとＨＥ
ＩＺ度が１２％となり、１／２モードのとき定着温度を
１６０°ＣにするとＨＥＩＺ度が１０％となり、同様に
３／４モードのとき定着温度を１６０°ＣにするとＨＥ
ＩＺ度が１２％となり、何れも良好な結果が得られた。

【００４９】さらに、ＨＥＩＺ度に加え、ホットオフセ
ットを防止し待ち時間を１０秒以下にするといった良好
な定着を行うための条件を加味すると、特殊シートモー
ドにおける定着温度は、普通紙モードの定着温度より３
０°Ｃ高くすることが限度であり、好ましくは１０°Ｃ
以下であることが分かった。また定着速度を確保する必
要もあるので、これら条件より、特殊シートモードにお
ける定着速度は、普通紙モードにおける定着速度以下
の、１／２以上１／１以下とすることが適当であり、高
温設定温度は、通常設定温度よりも、約１０ないし３０
°Ｃの範囲で高温に設定することが適当であることが分
かった。

【００５０】本実施例はこれに基づき、実際に定着を行
う際の高温設定温度としての第１の温度Ｔ１を１７０°
Ｃとし、定着速度を１８０ｍｍ／ｓとしている。なお、
定着速度を普通紙モードと特殊シートモードとで変化さ
せる場合には、上述のようにして普通紙モードと特殊シ
ートモードの切り換えが行われた場合に自動的に定着速
度を変化させても良いし、操作者の操作により定着速度
を選択して変化させるようにしても良い。定着速度を遅
くすれば、その分定着領域においてシート状媒体に与え
る熱量が増加するので、定着温度を下げることもでき、
よって待ち時間を短縮することもできる。そのため、通
常設定温度、高温設定温度を調整できるようにしても良
く、特に、操作者の操作により定着速度を選択できるよ
うにした場合には、それに応じて自動的に各設定温度が
調整されるようにすることが望ましくい。

【００５１】光沢のある画像を得るためには定着温度を
上げ、かつ定着速度を下げて充分な定着熱量によりトナ
ーを溶かして画像表面の平滑性を上げることが効果的で
あり、光沢のない画像を得るためには定着温度を下げ、
かつ定着速度を上げることが効果的であることが知られ
ているので、所望の光沢を得るために、操作者が上述の
条件の範囲内で定着温度、定着速度を手動により設定で
きるようにすることは有効である。なお定着ベルト２や
各ローラ３、４、５の低熱容量化、ヒータの容量アップ
により、更に待ち時間を短縮しつつＨＥＩＺ度を向上さ
せることができる。

【００５２】定着装置１は、特殊シートモードが普通紙
モードに切り換わった際に、定着ベルト２の駆動を行う
ようになっている。これにより、定着ベルト２、各ロー
ラ３、４、５に蓄えられている熱エネルギを強制的に雰
囲気中に放出してこれらを冷却し、定着ベルト２の温度
を通常設定温度に速やかに安定させることができる。定
着ベルト２の駆動を行うと、特殊シートモードが普通紙
モードに切り換わってから定着を開始できるようになる
までの待ち時間は２０秒で済むが、定着ベルト２の駆動
を行わない場合、待ち時間には１８０秒を要した。定着
ベルト２の駆動を行うと、待ち時間が大幅に短縮され
る。

【００５３】本実施例は以上の構成により、画像形成装
置２０の電源が投入されると、あるいは、普通紙モー
ド、特殊シートモードの切り換えが行われると、早期
に、良好な定着を行うことができる状態となって立上り
が完了し、画像形成及び定着が可能な状態となる。操作
者が画像形成を開始する周知の操作を行うと、感光体２
５Ｃの方向Ａへの回転にともない、感光体ドラム２５Ｃ
は帯電装置２７Ｃより帯電され、露光光２９Ｃにより原
稿画像に応じた静電潜像が形成され、この静電潜像が現
像装置２６Ｃにより現像され、感光体２５Ｃ上に形成さ
れたトナー像が周知の転写装置２２上を矢印Ｂ方向に搬
送されるシート状媒体上に転写され、転写後に感光体２
５Ｃ上に残留しているトナーがクリーニング装置２８Ｃ
によって掻き取られて感光体２５がクリーニングされ、
次の帯電に供される。

【００５４】シアンのトナーが転写されたシート状媒体
は、転写装置２２により矢印Ｂ方向に搬送されつつ、作
像装置２１Ｃにおける上述の作像工程と同様の作像工程
を行う作像装置２１Ｙ、２１Ｍ、２１ＢＫにより順次そ
れぞれイエロー、マゼンタ、ブラックのトナーを適宜転
写され、画像形成に必要なすべてのトナーを転写された
後、転写装置２２からガイド１２に受け渡され、ガイド
１２によって定着領域に案内される。

【００５５】このシート状媒体は定着ベルト２の移動に
より搬送され、第１の定着部１５及び第１の定着部１５
に連続する第２の定着部１６においてトナーを加熱加圧
して溶融定着される。具体的には、シート状媒体が第１
の定着部１５を通過する際、定着ベルト２から熱を与え
られたトナーが徐々に溶融し、シート状媒体の表面に仮
定着され、第２の定着部１６においては、定着ローラ３
と加圧ローラ５との圧接力によってトナーがシート状媒
体上に完全に定着される。連続定着が行われる場合であ
っても、ヒータ７による加熱で、ホットオフセットが生
じない程度に熱が供給され良好な定着が行われるととも
に、定着を中断して再加熱を行う必要が生じることはな
い。定着後のシート状媒体は画像形成装置外に排出され
る。

【００５６】熱ローラ対タイプの定着装置ではローラ対
により形成されるニップ幅に限界があり、ニップ幅が小
さいため、定着を行うのに適した温度を有する領域すな
わち定着領域の幅が狭く、高温特殊シートモードにおい
て定着に充分な熱量を与えようとすると定着温度を高温
にする必要があり、この場合には特殊シート及びトナー
に急激に熱を与えることとなり、ホットオフセットが生
じてしまうという不具合が一般に生じるが、本実施例の
ベルト定着装置によれば定着領域の長さが十分に長いの
で、良好な定着が行われる。ベルト定着装置によれば、
特にＯＨＰシートの定着を行う場合、上述のようなホッ
トオフセット等の定着品質の低下を招かない範囲で充分
に大きな定着熱量の供給が可能であるから、ＯＨＰシー
ト表面が平滑となって乱反射が抑制されてＨＥＩＺ度が
向上する。またトナー内部においても透過光の吸収、散
乱が抑制されるので良好な画像形成を行うことができ
る。

【００５７】以上本発明を適用した定着装置及びこの定
着装置を備えた画像形成装置について説明したが、ヒー
タは加熱ローラ、加圧ローラのうち加熱ローラのみに備
えられていてもよい。サーミスタは、定着ベルトの駆動
方向において、定着ベルトを介して加熱ローラに対向す
る位置からシート状媒体にトナーを定着する定着領域に
至る前の位置までの何れかの位置に配置することができ
る。第１の温度Ｔ１は、本実施例では１７０°Ｃで一定
であるが、画像形成装置２０に備えられた図示しない温
度計等によって検知された画像形成装置２０内あるいは
外の温度により適宜変更することができる。

【００５８】定着ベルトの肉厚、材質、加熱ローラ、加
圧ローラの径、肉厚、材質等は適宜組み合わせが可能で
ある。加熱ローラ、加圧ローラが低熱容量であって、定
着を良好に行うことができるのであれば、定着部を、定
着ローラと加圧ローラとが定着ベルトを介して圧接され
た部分のみとする構成とすることもできる。

【００５９】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、シート状
媒体が普通紙である場合に定着を行う普通紙モードと、
シート状媒体が特殊シートである場合に定着を行う特殊
シートモードとを有し、特殊シートモードにおいて定着
を行うための高温設定温度を、普通紙モードにおいて定
着を行うための通常設定温度よりも高く設定し、定着ベ
ルトの温度を通常設定温度又は高温設定温度とするべく
定着ベルトを駆動するので、シート状媒体が普通紙であ
っても特殊シートであっても定着に適当な熱量を与える
ことができることと、定着ベルトの駆動により定着ベル
トの温度が安定することとにより、どのようなシート状
媒体に対しても良好に定着を行うことができる定着装置
を提供することができる。

【００６０】請求項２記載の発明によれば、特殊シート
モードを選択した際には、温度検知手段が、定着ベルト
の温度が高温設定温度になったことを検知してから定着
ベルトの駆動を開始するので、プレ回転時間を短縮して
消費エネルギの損失を極力小さくした定着装置を提供す
ることができる。

【００６１】請求項３記載の発明によれば、高温設定温
度が、定着に適した第１の温度と、この第１の温度より
高温の第２の温度とを有し、特殊シートモードを選択し
た際には、温度検知手段が、定着ベルトの温度が第２の
温度になったことを検知してから定着ベルトの駆動を開
始し、温度検知手段が、定着ベルトの温度が第１の温度
になったことを検知してから定着を行うので、立上りま
でに要する熱量が少なくて済み、プレ回転時間が大幅に
短縮されることにより早期に立上りが完了する定着装置
を提供することができる。

【００６２】請求項４記載の発明によれば、第２の温度
は、定着ベルトの温度が定着ベルトの駆動により第１の
温度となったことが温度検知手段によって検知されたと
きに、定着ベルトと加熱ローラ、定着ローラ、加圧ロー
ラとの温度が定着可能な温度となるように決定された温
度であるので、温度検知手段によって第１の温度となっ
たことが検知されれば直ちに定着を開始可能とすること
ができ、さらに立上り時間が短縮された定着装置を提供
することができる。

【００６３】請求項５記載の発明によれば、加熱ローラ
の温度は、特殊シートモードを選択した後、温度検知手
段が第２の温度を検知するまでは第２の温度となるよう
になされ、温度検知手段が第２の温度を検知した後は第
１の温度となるようになされるので、定着時には定着ベ
ルトの温度が定着に適した第１の温度となるように加熱
され、定着ベルトの温度が安定的に保たれるので、良好
な定着を行うことができる定着装置を提供することがで
きる。

【００６４】請求項６記載の発明によれば、第１の温度
は、通常設定温度より、約１０ないし３０°Ｃの範囲で
高温に設定されているので、ホットオフセットを防止し
つつ、ＯＨＰシートに対する定着を行う場合においては
シートの透明性を確保でき、高画質で良好な定着を行う
ことができる定着装置を提供することができる。

【００６５】請求項７記載の発明によれば、特殊シート
モードにおける定着ベルトによるシート状媒体の搬送速
度を、普通紙モードにおける同搬送速度以下としたの
で、より確実に、ホットオフセットを防止しつつ、ＯＨ
Ｐシートに対する定着を行う場合においてはシートの透
明性を確保でき、高画質で良好な定着を行うことができ
る定着装置を提供することができる。

【００６６】請求項８記載の発明によれば、定着ベルト
による上記シート状媒体の搬送速度を、普通紙モードに
おける同搬送速度の１／２ないし１／１としたので、さ
らに確実に、ホットオフセットを防止しつつ、ＯＨＰシ
ートに対する定着を行う場合においてはシートの透明性
を確保でき、高画質で良好な定着を行うことができる定
着装置を提供することができる。

【００６７】請求項９記載の発明によれば、温度検知手
段を、定着ベルトの駆動方向において、定着ベルトを介
して加熱ローラに対向する位置からシート状媒体にトナ
ーを定着する定着領域に至る前の位置までの何れかの位
置に配置することができるので、温度検知手段の設置上
の自由度が向上した定着装置を提供することができる。

【００６８】請求項１０記載の発明によれば、温度検知
手段を、定着ベルトを介して加熱ローラに対向配置した
ので、定着ベルトの温度を、ヒータを備えた加熱ローラ
の温度として検知でき、ヒータの点滅による温度制御が
容易となった定着装置を提供することができる。

【００６９】請求項１１記載の発明によれば、シート状
媒体にトナーを定着する定着領域を、加圧ローラが定着
ローラに対向しない部位で定着ベルトのみに当接する第
１の定着部と、加圧ローラが定着ベルトを介して定着ロ
ーラに当接する第２の定着部とでシート状媒体にトナー
を定着するので、定着領域を長く取ることにより定着温
度をそれほど高くせずとも充分な熱量によって定着する
ことができ、ホットオフセットを防止して良好な定着を
行うことができる定着装置を提供することができる。

【００７０】請求項１２記載の発明によれば、特殊シー
トモードから普通紙モードに切り換えた際に、定着ベル
トの駆動を行うので、高温になっている定着ベルトの熱
が雰囲気中に放出され、定着ベルトは速やかにかつ均一
に冷却されて通常設定温度で安定し、普通紙モードでの
定着を早期に開始することができるとともに良好な定着
を行うことができる定着装置を提供することができる。

【００７１】請求項１３記載の発明によれば、特殊シー
トモードは、シート状媒体がＯＨＰシート又は厚紙又は
封筒の特殊シートである際に選択されるモードであるの
で、これら普通紙よりも熱容量が大きな特殊シートにつ
いて良好な定着を行うことができる定着装置を提供する
ことができる。

【００７２】請求項１４記載の発明によれば、上述の効
果を奏する定着装置を具備した画像形成装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した定着装置及びこの定着装置を
備えたカラー画像形成装置の概略を示す側面図である。

【図２】図１に示した定着装置の側断面図である。

【図３】図１に示した定着装置において普通紙モードか
ら特殊シートモードに切り替えた際の定着ベルトの温度
の推移を示した相関図である。

【図４】高温設定温度として第１の温度のみを用いた定
着装置において普通紙モードから特殊シートモードに切
り替えた際の定着ベルトの温度の推移を示した相関図で
ある。

【図５】定着温度を一定とした場合の、定着速度とＨＥ
ＩＺ度との関係を示す相関図である。

【図６】定着温度、定着速度、ＨＥＩＺ度の関係を示す
相関図である。

【符号の説明】

１定着装置２定着ベルト３加熱ローラ４定着ローラ５加圧ローラ６加熱ローラに備えられたヒータ７加圧ローラに備えられたヒータ８温度検知手段１５第１の定着部１６第２の定着部２０画像形成装置Ｔ１高温設定温度としての第１の温度Ｔ２高温設定温度としての第２の温度

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナーを定着されるシート状媒体を搬送す
るための無端状の定着ベルトと、上記定着ベルトを張架されこの定着ベルトを駆動するた
めの加熱ローラ及び定着ローラと、上記定着ベルトを介して上記定着ローラに対向して配置
される加圧ローラと、上記加熱ローラ、上記加圧ローラのうち少なくとも上記
加熱ローラの内部に備えられたヒータと、上記定着ベルトの温度を検知する温度検知手段とを具備
した定着装置において、上記シート状媒体が普通紙である場合に定着を行う普通
紙モードと、上記シート状媒体が特殊シートである場合
に定着を行う特殊シートモードとを有し、上記特殊シー
トモードにおいて定着を行うための高温設定温度を、上
記普通紙モードにおいて定着を行うための通常設定温度
よりも高く設定し、上記定着ベルトの温度を上記通常設定温度又は上記高温
設定温度とするべく上記定着ベルトを駆動することを特
徴とする定着装置。
【請求項２】請求項１記載の定着装置において、上記特
殊シートモードを選択した際には、上記温度検知手段
が、上記定着ベルトの温度が上記高温設定温度になった
ことを検知してから上記定着ベルトの駆動を開始するこ
とを特徴とする定着装置。
【請求項３】請求項１記載の定着装置において、上記高
温設定温度が、定着に適した第１の温度と、この第１の
温度より高温の第２の温度とを有し、上記特殊シートモ
ードを選択した際には、上記温度検知手段が、上記定着
ベルトの温度が上記第２の温度になったことを検知して
から上記定着ベルトの駆動を開始し、上記温度検知手段
が、上記定着ベルトの温度が上記第１の温度になったこ
とを検知してから定着を行うことを特徴とする定着装
置。
【請求項４】請求項３記載の定着装置において、上記第
２の温度は、上記定着ベルトの温度が上記定着ベルトの
駆動により上記第１の温度となったことが上記温度検知
手段によって検知されたときに、上記定着ベルトと上記
各ローラとの温度が定着可能な温度となるように決定さ
れた温度であることを特徴とする定着装置。
【請求項５】請求項３又は４記載の定着装置において、
上記加熱ローラの温度は、上記特殊シートモードを選択
した後上記温度検知手段が上記第２の温度を検知するま
では第２の温度となるようになされ、上記温度検知手段
が上記第２の温度を検知した後は上記第１の温度となる
ようになされることを特徴とする定着装置。
【請求項６】請求項３ないし５に記載の定着装置におい
て、上記第１の温度は、上記通常設定温度より、約１０
ないし３０°Ｃの範囲で高温に設定されていることを特
徴とする定着装置。
【請求項７】請求項１ないし６の何れか１つに記載の定
着装置において、上記特殊シートモードにおける上記定
着ベルトによる上記シート状媒体の搬送速度を、上記普
通紙モードにおける同搬送速度以下としたことを特徴と
する定着装置。
【請求項８】請求項７記載の定着装置において、上記定
着ベルトによる上記シート状媒体の搬送速度を、上記普
通紙モードにおける同搬送速度の１／２以上１／１以下
としたことを特徴とする定着装置。
【請求項９】請求項１ないし８の何れか１つに記載の定
着装置において、上記温度検知手段を、上記定着ベルト
の駆動方向において、上記定着ベルトを介して上記加熱
ローラに対向する位置から上記シート状媒体にトナーを
定着する定着領域に至る前の位置までの何れかの位置に
配置したことを特徴とする定着装置。
【請求項１０】請求項１ないし９の何れか１つに記載の
定着装置において、上記温度検知手段を、上記定着ベル
トを介して上記加熱ローラに対向配置したことを特徴と
する定着装置。
【請求項１１】請求項１ないし１０の何れか１つに記載
の定着装置において、上記シート状媒体にトナーを定着
する定着領域を、上記加圧ローラが上記定着ローラに対
向しない部位で上記定着ベルトのみに当接する第１の定
着部と、上記加圧ローラが上記定着ベルトを介して上記
定着ローラに当接する第２の定着部とで上記シート状媒
体にトナーを定着することを特徴とする定着装置。
【請求項１２】請求項１ないし１１の何れか１つに記載
の定着装置において、上記特殊シートモードから上記普
通紙モードに切り換えた際に、上記定着ベルトの駆動を
行うことを特徴とする定着装置。
【請求項１３】請求項１ないし１２の何れか１つに記載
の定着装置において、上記特殊シートモードは、上記シ
ート状媒体がＯＨＰシート又は厚紙又は封筒の特殊シー
トである際に選択されるモードであることを特徴とする
定着装置。
【請求項１４】請求項１ないし１３の何れか１つに記載
の定着装置を有する画像形成装置。